Хмарочоси давнини: в Ефіопії дослідили руїни багатоповерхового палацу

У Єсі, одному з найважливіших стародавніх місць у північній Ефіопії, монументальний палац, що датується приблизно 800 роком до нашої ери, можливо, сягав набагато вище, ніж свідчать його збережені руїни.

Нове структурне дослідження руїн будівлі Грат Беале Гебри показує, що його стіни, армовані деревиною, могли витримувати кілька поверхів зі значним запасом міцності, пише Arkeo News, інформує UAINFO.org з посиланням на NV.

Палац мав розміри приблизно 60 на 60 метрів і описується дослідниками як найбільша відома палацоподібна споруда початку першого тисячоліття до нашої ери в Південній Аравії та Східній Африці. Збереглися лише частини його першого поверху, але числове моделювання показує, що його стіни мали теоретичну здатність витримувати будівлю, набагато вищу, ніж восьмиповерхова реконструкція, запропонована раніше.

Дослідники вже понад століття намагаються зрозуміти справжні масштаби Грат Беале Гебри. Перші дослідження розпочалися в 1906 році, а розкопки в 1970-х роках розкрили більше деталей плану палацу та монументального входу. З 2009 року спільний ефіопсько-німецький проект виявив достатню частину ділянки, щоб реконструювати значну частину його планування та показати, наскільки амбітною колись була ця будівля.

Будівля стояла на масивному подіумі заввишки близько шести метрів. Її вхідний фасад мав монументальний пропілон із шістьма монолітними піщаниковими колонами, широкими сходами та високими кам’яними дверними косяками. Самі колони сягали близько 10 метрів, тоді як стіни фундаменту мали товщину близько 2,20 метра, а стіни першого поверху — приблизно 1,90 метра. Сходи, виявлені всередині будівлі, є ще одним вагомим свідченням того, що палац простягався значно вище рівня, який зберігся донині.

Ці підказки вже призвели до висновку, що Грат Беале Гебри мав містити кілька поверхів. Попередні віртуальні реконструкції пропонували п’ять основних поверхів і ще три заглиблені рівні над ними, створюючи восьмиповерхову споруду, ступінчастий силует якої нагадує монументальні будівлі, зображені на стародавніх південноаравійських наскельних та стінних розписах.

Однак нове дослідження підійшло до питання з іншого боку. Замість того, щоб запитувати, як, ймовірно, виглядав палац, дослідники поцікавилися, яку вагу насправді могла витримати його збережена система стін. Відповідь починається всередині самих стін. Грат Беале Гебри не був збудований лише з бутової кладки. Його будівельники поєднали місцевий фонолітовий камінь та глиняний розчин із ретельно розташованими дерев’яними балками, створивши композитну систему стін, яка розподіляла навантаження як по кладці, так і по дереву.

Балки, виготовлені з африканської оливи та Cordia africana, були розтесані на прямокутні секції розміром приблизно від 21 до 28 сантиметрів. Багато з них мали ширину або висоту близько 24 сантиметрів, що повторюється і, на думку дослідників, може відображати базовий конструктивний модуль, що використовувався по всій будівлі. Найнижчі шари деревини проходили вздовж стіни, наступні — вздовж її довжини, а за ними йшов ще один поперечний шар, утворюючи регулярний внутрішній каркас.

Обгорілі дерев’яні цвяхи, знайдені з-під уламків, свідчать про те, що пересічні балки були з'єднані разом. Що робить систему Єха особливо незвичайною, так це те, що всі ці балки були встановлені горизонтально. Подібні стародавні стінові системи в Південній Аравії часто поєднували горизонтальні та вертикальні дерев’яні елементи, тоді як будівельники в Грат Беале Гебри, схоже, розробили інше рішення.

Самі породи деревини також можуть розповісти дещо про вибір, зроблений будівельниками. Структурне моделювання показало, що варіації властивостей деревини мали напрочуд малий вплив на загальну несучу здатність. Тому дослідники припускають, що довговічність могла мати таке ж значення, як і міцність: як африканська олива, так і Cordia africana стійкі до шкідників, що поїдають деревину, таких як терміти.

Щоб перевірити палац, дослідники створили тривимірні моделі репрезентативних ділянок його стінової системи та піддали їх аналізу методом скінченних елементів — методу, широко використовуваному в сучасній будівельній інженерії. Моделювання враховувало невизначеність властивостей каменю, глини та деревини, а не припускало, що стародавні матеріали поводилися одним цілком передбачуваним чином. Результати показали, що стіни з бутового каменю на глиняному розчині можуть витримувати кілька поверхів зі значним резервом вантажопідйомності. Фактично, дослідження виявило, що вісім поверхів, використаних у попередній віртуальній реконструкції, повністю відповідають структурним обмеженням системи стін.

Найбільш вражаючий результат був отриманий за найконсервативнішого сценарію. Навіть коли дослідники збільшили додаткові навантаження та використовували обережні припущення щодо будівельних матеріалів, модель показала, що система стін теоретично могла б витримувати споруду висотою до 16 поверхів. Автори наголошують, що це не означає, що Грат Беале Гебри і насправді мав 16 поверхів заввишки; це означає, що збережена будівельна система мала набагато більший вертикальний потенціал, ніж можна припустити, судячи лише з археологічних залишків.

Археологічні дані все ще вказують на багатоповерховий палац, але, ймовірно, не на той, що досяг теоретичного максимуму моделі. Розрахунки показують, що його стіни були спроектовані з набагато більшою несучою здатністю, ніж потрібно було б скромній низькоповерховій будівлі.

Моделювання також допомагає відповісти на інше питання: чому така масивна будівля зрештою завалилася? Палац постраждав від катастрофічної пожежі в давнину, і в його кладці збереглася обвуглена деревина. Згідно з дослідженням, звичайні структурні навантаження навряд чи можуть пояснити руйнування. Обидві змодельовані секції стіни показали значні резерви несучої здатності, що призвело дослідників до висновку, що руйнування структурної системи мала бути викликане винятковою подією. Відоме руйнування вогнем є очевидним варіантом, оскільки горіння деревини поступово послаблювало б внутрішнє армування, від якого спиралася кладка.

Отже, Грат Беале Гебри пропонує щось цікавіше, ніж просте твердження про висоту. Його важливість полягає в інженерних знаннях, прихованих всередині його стін. Будівельники, які працювали майже 2800 років тому, поєднували камінь, глину та ретельно укладену деревину, щоб створити систему, здатну витримувати навантаження, які, за даними сучасного структурного аналізу, були набагато більшими, ніж передбачалося раніше.

Підписуйся на сторінки UAINFO Facebook, Telegram, Twitter, YouTube